ローラーコースター：スリルの背後にある科学

概要

この記事では、重力の役割から人体に及ぼすG力の影響まで、ローラーコースターの背後にある科学について探求します。また、現代のライドデザイナーが、先進技術と人体の限界に関する正確な知識を活用して、コースターを以前よりも恐ろしいが安全にしている方法についても見ていきます。

ローラーコースターデザインにおける重力の役割

すべてのローラーコースターデザインの中心にあるのは重力です。車や列車とは異なり、ほとんどのコースターは重力エネルギーによってほとんど推進されます。初期のリフトヒルを越えた後、コースターは上昇時にポテンシャルエネルギーを蓄積し、下降時に運動エネルギーを消費するように巧みに設計されています。このリズムはライド全体で繰り返され、コースターエンジニアの重力エネルギーに対する振り付けのように機能します。

人体に及ぼすG力の影響

しかし、このサイクルには以前は注意されていなかった重要な変数があります。それがG力です。初期のコースターデザインの時代、ライドデザイナーはコースターがトラックのどこかで立ち往生することが最も心配でした。これは過剰補正につながり、列車を丘から投げ落とし、駅に到着するとブレーキをかけることになりました。しかし、重力が車に影響を与えると同時に、乗客にも影響を与えます。そして、コースターの強い圧力下では、重力の影響は倍増します。

ジェットパイロット、宇宙飛行士、そしてコースターデザイナーなどが使用する一般的な単位がG力です。1 G力とは、地球上に立っているときに感じるおなじみの重力の引っ張りのことです。これは地球の引力が私たちの体に及ぼす力です。しかし、ライダーが加速および減速すると、彼らはより多くまたは少ない重力の影響を受けます。現代のライドデザイナーは、体はおおよそ5 Gまで耐えられることを知っていますが、Flip-Flap Railwayのような初期のコースターは定期的に12 Gに達しました。そのような重力の圧力がかかるレベルでは、血液は脳から足に飛び出し、脳が意識を保つために奮闘することでめまいや失神を引き起こします。そして、網膜細胞の酸素欠乏は、光を処理する能力を損ない、灰色になった視界や一時的な失明を引き起こします。ライダーが逆さまになっている場合、血液が頭蓋骨に流れ込み、赤く染まった視界を引き起こすことがあります。一方、負のG力は無重力を作り出します。体内では、短期間の無重力はほとんど無害です。それは内耳の液体を中断することによってライダーの酔いを引き起こすことができます。内耳はバランスを調整する役割を担っています。

現代のライドデザイン：コースターを以前よりも安全で恐ろしいものにする

アドレナリンの洪水、めまい、そして酔いはまだ消えることはありません。しかし、今日の冗長な拘束装置、3Dモデリング、シミュレーションソフトウェアにより、ローラーコースターは以前よりも安全でスリル満点なものになりました。コースターエンジニアは、これらの競合する力を互いに対抗させ、強い圧力の期間を全く圧力のない期間で緩和します。そして、急激な正のG力から負のG力への移行は、ムチ打ち、頭痛、背中や首の痛みを引き起こす可能性があるため、古いスリルライドでよく見られる急激な速度と方向の変化を避けます。現代のライドはまた、より頑丈で、耐える必要がある重力の量を慎重に考慮しています。5 Gでは、体は5倍重く感じるため、体重が100ポンドの場合、コースターに対して500ポンドの重量を発揮することになります。コースターの支持を設計する際には、すべての乗客の重量が乗算されることを考慮する必要があります。

それでも、これらのライドはすべての人に向いているわけではありません。しかし、今日の先進技術と人体の限界に関する正確な知識により、私たちはレールから外れることなく、より速く、より高く、よりルーピーなコースターを建設することができました。